Введение к работе
Актуальность работы. Развитие речного транспорта, который со многом определяет экономику России, неразрывно связано с добывающей промышленностью, которая о настоящее время смещается в северные районы, характеризующиеся сосредоточением значительных запасов нефти, газа, металлов и других полезных ископаемых. Проблемы освоения этих районов сложны и требуют всесторонней разработки. На современном этапе важное значение отводится эффективному использованию уже существующих причальных сооружений и внедрению перспективных конструкций причалов при освоении месторождений в бассейнах малых рек, являющихся порой единственной транспортной связью Сибирского региона. Повышение эффективности использования набережных может быть выполнено как на основе усиления и реконструкции сооружения, так и выявления резервов их несущей способности, и то, и другое неразрывно связано с обследованием конструкций и получением достоверной информации о их состоянии в настоящий период времени. Оценка реальной работы сооружения позволяет судить о следующих факторах: увеличении резервов несущей способности с целью увеличения эксплуатационных нагрузок; сроках службы сооружения; необходимости проведения реконструкции или усиления конструкций; возможности увеличения глубины перед существующими причалами. Решение этих задач способствует обеспечению перегрузочных операций в речных портах Сибири без увеличения фронта причальных сооружений и в результате приводит к значительному снижению себестоимости перевозки грузов. Все это в целом предопределяет актуальность выполнения настоящей работы.
Цель и задачи исследований.
В соответствии с отмеченным выше, основной целью исследований являлась оценка технического состояния портовых гидротехнических сооружений Сибирского региона для выявления резервов несущей способности и возможностей их усиления и реконструкции в новых экономических условиях, а также разработка экономичных и быстровозводимых конструкций причалов для малых рек Сибири.
Для достижения поставленной задачи потребовалось провести оценку технического состояния ряда существующих причальных стенок в Обь-Иртышском, Енисейском, Восточно-Сибирском. Ленском бассейнах, а также портов на реках Северо-Востока России, изучить комплекс вопросов, связанных с техническим перевооружением, увеличением эксплуатационных нагрузок на причалы, усилением
конструкций. Кроме того, назрела необходимость усовериенство-вать теоретические методы оценки технического состояния набережных, определения срока службы причальных сооружений и оптимальных сроков проведения ремонтных работ, а также разработать практические методы повышения их несущей способности и долговечности.
Методы исследований. Решение поставленных задач основывается на натурных исследованиях портовых гидротехнических сооружений Сибири. Крайнего Севера и Северо-Востока, а также промышленных и гражданских объектов России. Стадии натурных исследований предшествовал ряд лабораторных экспериментов, проведенных на крупномасштабной модели, построенной в гидротехнической лаборатории НГАВТа.
Теоретической базой работы являются результаты научного анализа исследований в области совершенствования эксплуатации гидротехнических сооружений. Для оценки технического состояния конструкций использовались методы теории вероятностей. При постановке, проведении и обработке результатов натурных и лабораторных исследований использовались математические методы планирования эксперимента и моделирования конструкций причальных стенок.
Научная новизна работы .
-
Изучены и проанализированы тенденции использования причальных сооружений речных портов Сибири и Заполярья на ближайшую перспективу развития речного транспорта.
-
В результате исследования эксплуатируемых причальных сооружений выявлены причины их повреждений, разработана классификация видов и причин повреждений конструкций.
-
Разработана методика по определению сроков службы портовых гидротехнических сооружений, а также оптимальных сроков начала их ремонта.
-
Разработана методика обследования причальных сооружений для оценки их несущей способности, учитывающая значительные неоднородности элементов конструкций, характерные для сооружений, работающих в суровых климатических условиях.
-
Предложена методика оперативной оценки технического состояния существующих причальных сооружений по индексу безопасности с учетом их износа на момент обследования.
-
Предложен эффективный и экономичный метод снижения напряженно-деформированного состояния существующих и вновь возводимых причальных стенок с помощью армирования обратной засыпки
гибкими наклонными полотнищами.
-
Разработана методика расчета причальных стенок с армированной гибкими наклонными полотнищами обратной засыпкой, создаваемой при реконструкции и усилении существующих, а также строительстве новых сооружений.
-
Подобран состав полимероасфальта для иготовления армирующих полотнищ, используемых в суровых климатических условиях. Получены его прочностные характеристики, позволяющие назначать технологические параметры и конструктивные размеры этих полотнищ.
-
Предложена методика оптимизационного выбора рационального типа причальных сооружений для малых рек Сибирского региона.
10. Разработаны и предлагаются к практическому использова
нию на малых реках Сибири усовершенствованные, экономичные, об
легченные и быстровозводимые конструкции причальных стенок.
Практическая значимость работы заключается в том, что на основе результатов исследований возможно выполнить оценку технического состояния причальных набережных, установить их действительную несущую способность, определить сроки службы конструкций и сроки начала проведения ремонтных работ, выявить и использовать резервы несущей способности существующих причалов, провести усиление причальных стенок путем армирования грунта обратной засыпки гибкими наклонными полимероасфальтовыми полотнищами.
Внедрение проведенных исследований дает возможность существенно продлить срок службы эксплуатируемых причальных сооружений, обеспечить их безаварийную работу и увеличить пропускную способность портов, тем самым значительно сократить расходы на строительство новых причалов.
Предложены методика выбора рационального типа причального сооружения для специфических условий малых рек Сибирского региона, а также усовершенствованные конструкции быстровозводимых причалов.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при решении следующих производственных вопросов:
при выдаче паспортов причальных набережных;
при оценке технического состояния причалов;
при определении несущей способности эксплуатируемых сооружений и зданий;
при реконструкции и техническом перевооружении причалов;
при усилении существующих причальных сооружений. Результаты работы внедрены на набережных Обь-Иртышского.
Енисейского, Восточно-Сибирского. Ленского бассейнов, а также портов Северо-Востока России и ряде промышленных объектов.
Только за последние пять лет исследовано семнадцать сооружений, на большой части которых повышены нормы эксплуатационных нагрузок, и выполнены работы по восстановлению несущей способности поврежденных конструкций.
Ряд положений выполненной работы внедрен в учебном процессе Новосибирской государственной академии водного транспорта для дипломного проектирования, а также при чтении курсов лекций для студентов и слушателей факультета повышения квалификации.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и были одобрены на многочисленных конференциях и семинарах, проводимых в Ленинградском государственном техническом университете (1990г.). Ленинградском институте водного транспорта (1990г.), Пушкинском высшем военно-инженерном строительном училище (1991г.), Одесском филиале Черно-морниипроекта (1990г.), Ленгипроречтрансе (1991г.), Усть-Куте на третьей межбассейновой научно-практической конференции (1995г.), Якутске на международной научно-практической конференции (1995г.), Новосибирской государственной академии строительства (1989 - 1997 гг.), на ежегодных научно-технических конференциях и семинарах Новосибирской государственной академии водного транспорта (1982 - 1997 гг.), а также на координационных совещаниях по эксплуатации причальных сооружений в городах Новосибирск, Томск, Нижневартовск, Сергино, Сургут, Ханты-Мансийск, Красноярск, Свирск, Зырянка, Нижнеянск, Якутск. Усть-Кут, Находка, Владивосток.
Публикация работы. Основное содержание работы отражено в 40 работах. В том числе в монографии и методическом пособии.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 284 источников и 8 приложений. Она имеет объем 288 страниц, включая 80 рисунков. 12 таблиц.
